工程测量专业函授毕业论文00253.doc
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1、工程测量专业函授毕业论文工程测量专业函授毕业论文 RTKRTK 技术在线路测量中的应用技术在线路测量中的应用 II 目目 录录 摘摘 要要III 第一章第一章绪绪 论论1 第二章第二章RTK 技术分析技术分析1 2.1 RTK 技术原理1 2.2 RTK 技术的优点和缺点2 2.3 RTK 的误差特性及其解决办法3 2.4 RTK 测量成果的质量控制5 2.5 RTK 的优化布测方法5 第三章第三章线路测量应用实例及分析线路测量应用实例及分析6 3.1 工程概况 6 3.2 设备配置 6 3.3 作业方法 6 3.4 测量精度统计及分析 7 第四章第四章结论与建议结论与建议8 4.1 结论8
2、4.2 实际工作中应注意的问题及建议8 参考文献参考文献9 III 摘摘 要要 随着全球定位系统( GPS) 技术的快速发展,测绘行业正面临着一场意义深远的变革,而测绘领 域也由此步入了一个崭新的时代。RTK(Real Time Kinematic) 技术是 GPS 测量技术发展里程中的 一个标志, RTK 定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点 在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。由于 RTK 测量技术的精度高、实时性和高效 性,使得其在测绘领域的应用越来越广。RTK 技术应用于线路测量中,与航测方法相结合, 可真正 实现送电线路测量的一次性终勘
3、定位, 并可保证工程质量, 大大提高工作效率, 减少青苗砍伐和环 境破坏, 降低工程成本, 减少野外劳动强度,取得好的社会效率和经济效益。 关键词:关键词:RTK 技术;精度;线路测量 1 第一章第一章绪绪 论论 随着全球定位系统( GPS) 技术的快速发展,测绘行业正面临着一场意义深远的变 革,而测绘领域也由此步入了一个崭新的时代,RTK(Real Time Kinematic) 技术是 GPS 测量技术发展里程中的一个标志.在 RTK 以前的定位技术如静态、快速静态、准动态、 动态等定位方法都是测后进行事后处理来求出结果, 野外作业人员不能实时得到结果, 这样就不能进行质量控制, 也就有可
4、能在次日或几天后因质量问题而进行返测, 从而 使作业人员在野外实测时为了保证精度和质量而延长观测时间以获得大量的多余观测 值, 造成了人力、物力、财力上的浪费, 影响了工期及经济效益。RTK 系统不需要事后 处理, 就能够实时获得测量三维坐标值。采用 RTK 技术放样时, 仅需把设计好的坐标 输入到测量控制手簿中, 背着流动站, 它会提醒你走到要放样点的位置, 既迅速又方 便, 且只需一个人操作; 由于 RTK 是通过坐标来直接放样的, 而且精度达到厘米级, 点位精度也很均匀, 因而在外业放样中效率得到了极大的提高。 第二章第二章RTK 技术分析技术分析 2.1 RTK 技术原理技术原理 RT
5、K(Real - time kinematic)实时动态差分法。这是一种新的常用的 GPS 测量 方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度, 而 RTK 是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实 时差分方法,是 GPS 应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图、管线测量, 各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。 高精度的 GPS 测量必须采用载波相位观测值,RTK 定位技术就是基于载波相位观测 值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果, 并达到厘米级精度。在 RTK 作业模式下,基
6、准站通过数据链将其观测值和测站坐标信 息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集 GPS 观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历 时不足一秒钟。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初 始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度 2 的搜索求解。在整周未知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四 颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结 果。 RTK 技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术,即能实时搜索并唯一地判断相 位观测值的初始
7、整周模糊度。RTK 定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观 测值,相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机,数据量比较大,一般都要求 9600 的波特率。随着移动数据通讯技术和数据处理技术的发展, 特别是后者的发展, 使初始化时间大大缩短。 随着科学技术的不断发展,RTK 技术已由传统的 1+1 或 1+2 发展到了广域差分系统 WADGPS,有些城市建立起 CORS 系统,这就大大提高了 RTK 的测量范围,当然在数据传 输方面也有了长足的进展,由原先的电台传输发展到现在的 GPRS 和 GSM 网络传输,大 大提高了数据的传输效率和范围。在仪器方面,现在的仪器不仅精度高而且比传统的
8、 RTK 更简洁、更容易操作!促成了 RTK 定位技术的日趋成熟和迅速推广应用。 2.2 RTK 技术的优点和缺点技术的优点和缺点 2.2.1 RTK 技术的优点技术的优点 (1)RTK作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘内、外 业。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使 辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度。 (2)降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足 “电磁波通视”和对天基本通视,因此,和传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见 度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来由于地形复
9、杂、地物障碍 而造成的难通视地区,只要满足RTK的基本工作条件,它也能轻松地进行快速的高精度 定位作业。 (3)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。不同于全站仪等仪器,全站仪 在多次搬站后,都存在误差累积的状况,搬的越多,累积越大,而RTK则没有,只要满 足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达 到厘米级。 (4)作业效率高。在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完10km半 径左右的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数, 3 仅需一人操作,在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标,作业速度快,劳动强度 低,节省了
10、外业费用,提高了测量效率。 (5)操作简便、数据处理能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置,移动站 就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输 出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。 2.2.2 RTK 技术的缺点技术的缺点 (1)RTK测量受接收卫星个数限制, RTK接收天空卫星个数低于4个时不能正常工 作。 (2)受一些地域限制,城区楼群林立、山区山高林密, 跨越沟岗、基准站与流动 站距离过大时, 流动站接收不到基准站发射的电台信号, 导致流动站只有浮动解, 而 无固定解。因此在这些地区作业时RKT的高作业效率得不到体现。 (3)温度过低时,
11、 天线电缆线变硬, 给作业带来不便。 2.3 RTK 的误差特性及其解决办法的误差特性及其解决办法 2.3.1 同仪器和干扰有关的误差同仪器和干扰有关的误差 同仪器和干扰有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因 素。 (1)天线相位中心变化 天线的机械中心和电子相位中心一般不重合。而且电子相位中心是变化的,它取 决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化,可使点位坐标的误差 一般达到 3-5cm。 因此,若要提高 RTK 定位精度,必须进行天线检验校正,检验方法分为实验室内 的绝对检验法和野外检验法。 (2)多路径误差 多径误差是 RTK 定位测量中最严重的误差。
12、多径误差取决于天线周围的环境。多 径误差一般为几厘米,高反射环境下可超过 10cm。 多径误差可通过下列措施予以削弱:A、选择合适的站址:测站应远离大面积平 静的水面。灌木丛、草和其他地面植被能较好地吸收微波信号的能量,是较为理想的 设站地址。翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也较差,也可以选站。 测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中。以避免反射信号从天线抑径板上方进入天线, 4 产生多路径效应。测站应离开高层建筑物。观测时,汽车也不要停放得离测站附近。 B、 在天线中设置抑径板。接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的 抑制作用。 (3)信号干扰 信号干扰可能有多种原因,如无线电发
13、射源、雷达装置、高压线等,干扰的强度 取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。 为了削弱电磁波辐射副作用,必须在选点时远离这些干扰源,离无线电发射台应 超过200米,离高压线应超过50米。在基地站削弱天线电噪声最有效的方法是连续监测 所有可见卫星的周跳和信噪比。 (4)气象因素 快速运动中的气象峰面,可能导致观测坐标的变化达到1-2dm。因此,在天气急剧 变化时不宜进行RTK测量。 2.3.2 同距离有关的误差同距离有关的误差 同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差,其的主要部分可通 过多基准站技术来消除。但是,其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大。 (1) 轨道误差 目前,
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